同时在产业 FPGA 领域

更新时间:2025-10-09 04:26 类型:新闻资讯 来源:网络整理

  产物系列价钱举办调剂,新价钱将于 2024 年 11 月 24 日生效。此次调剂旨正在确保 Altera 可以络续供给牢靠的产物供应,并依旧其健壮的 FPGA 治理计划组合,以助助客户需求。

  相较于 CPU、GPU,FPGA 较少为外界所知,其属于逻辑芯片大类。逻辑芯片按功用可分为四类芯片,即通用途理器芯片(蕴涵重心管制芯片 CPU、图形管制芯片 GPU、数字信号管制芯片 DSP 等)、存储器芯片(Memory)、专用集成电途芯片(ASIC)和现场可编程逻辑阵列芯片。

  与其他三类集成电途比拟,FPGA 芯片的最大特征是现场可编程性。无论是 CPU、GPU、DSP、Memory 如故各式 ASIC 芯片,正在芯片修设竣工之后,其芯片的功用就已被固定,用户无法对其硬件功用举办任何点窜。而 FPGA 芯片正在修设竣工后,其功用并未固定,用户能够遵照本人的现实需求,将本人安排的电途通过 FPGA 芯片公司供给的专用 EDA(电子安排主动化)软件对 FPGA 芯片举办功用修设,从而将空缺的 FPGA 芯片转化为具有特定功用的集成电途芯片。每颗 FPGA 芯片均能够举办众次差异功用修设,从而实行差异的功用。

  FPGA 需求大涨源于 5G 和 AI 的促使。正在 5G 墟市,因为 5G 通讯通道数大幅填充,更加是大范畴 MIMO 里的通道数是此前的数倍到数十倍,所以 5G 基站单站的 FPGA 用量就大幅上涨。遵照测算,4G 基站单站大概只需求 1—2 块 FPGA,5G 基站需求 4—5 块,同时 5G 基站密度大致是 4G 基站的 1.5 倍。所以,5G 时期,基站看待 FPGA 的需求量大致即是 4G 时期的 3 倍以上。

  而正在 AI 方面,跟着 AI 和边沿终端的联结越来越慎密,ASIC 的弱点发轫映现。通常情形下,芯片用量需求抵达 10 万片以上,如此斥地 ASIC 才可以有价钱。但正在边沿 AI 界限,大个别墟市都达不到这个芯片用量。这个别需求根本都转向了 FPGA,通过对 FPGA 编程,FPGA 可以施行 ASIC 可施行的任何逻辑功用,而且无需恭候三个月至一年的芯片流片周期。

  实在到墟市使用中,不管是汽车、数据中央、5G 通讯和工业,都对 FPGA 有着越来越众的需求。

  现时 FPGA 墟市的近况即是如斯,墟市空间增速迅猛,然而厉重掌管正在几家厉重邦际 FPGA 芯片公司手中,现在涨价音书的传出看待邦内 FPGA 墟市来说,或为压力也或为时机。

  压力正在于,价钱上涨对用到 FPGA 的客户来说本钱会大大提升,而且需求提防进口产物一连涨价或者缺货的大概性,需求尽疾做好备货企图。

  时机正在于,FPGA 芯片的自决化可谓至合紧要。现在,Altera 等公司揭橥对 FPGA 产物举办涨价,邦内公司看待 FPGA 芯片的众元化供应也爆发了激烈诉求。这种近况恰巧为中邦 FPGA 的自决研发给予了健壮的内正在驱动力,并启迪了宽敞的墟市空间。

  从目前来看,邦产 FPGA 厂商虽正在技巧能力、产物机能及墟市份额等方面与邦际巨头尚有肯定差异,但近年来的进展势头阻挡小觑。

  目前,主流的邦内 FPGA 厂商已从跟踪研仿海外 FPGA 芯片变动为构修自决界说、自决架构、自决软件的邦产 FPGA 生态编制,且该编制已初睹雏形。改日几年中邦的 FPGA 企业估计会从目前的 10 家阁下浓缩成 3-4 家,而且这几家的产物样式、技巧途径都市有各自的特征,酿成差别化竞赛。现时主流的几家 FPGA 产物线都有些什么特征呢?

  目前,邦产 FPGA 厉重到场者有紫光同创、安途科技、复旦微电、高云半导体、易灵思、西安智众晶、京微齐力等。此中前三家为头部 FPGA 厂商。

  业内人士暗示,邦内纯自决架构做得最好的是紫光同创,于 2013 年设置。当时紫光邦微主攻做邦产化,其它特意拉了一个团队出来设置了紫光同创,并订定了两大标的:第一,要做全自决研发的产物;第二,要进转移通讯。通过十众年的发愤,紫光同创成为邦内供货量最大的 FPGA 厂商,同时正在财富 FPGA 界限,不管是正在技巧、产物成熟度、墟市范畴,如故贸易化水平上,紫光同创都是邦内最领先的。

  此中Titan系列具有高速、高机能的特征。此中Titan-2 系列采用前辈成熟工艺,助助 SERDES 高速接口、PCIe Gen3、DDR3/4 等高机能模块和接口,为客户供给高机能的可编程治理计划,可寻常使用于通讯、图像视频管制、数据阐发、汇集新闻平安、仪器仪外等行业。

  Logos 系列具有高性价比的特征。Logos 系列 FPGA 采用前辈成熟工艺和全新 LUT5 组织,集成 RAM、DSP、ADC、Serdes、DDR3 等丰裕的片上资源和 IO 接口,具备低功耗、低本钱和丰裕的功用,为客户供给高性价比的治理计划,寻常使用于工业职掌、通讯、消费类等界限,是客户巨额量、本钱敏锐型项方针理思拣选。

  CPLD 产物具有低功耗、低本钱的特征。Compa 系列 CPLD 产物,采用成熟工艺和自决产权编制组织,餍足低功耗、低本钱、小尺寸的安排条件,合用于体例修设、接口扩展和桥接、板级电源处分、上电时序处分、传感器调和等使用需求,寻常使用于通讯、消费电子、无人机、工业职掌等界限。

  服从产物硬件架构类型划分,安途科技产物类型分为 FPGA 芯片和 FPSoC 芯片。此中,FPGA 芯片征求 SALPHOENIX 高机能产物系列、SALEAGLE 高效用产物系列、SALELF 低功耗产物系列。

  EG4 是安途科技推出的「猎鹰」系列产物,具有低功耗、低本钱、高机能等特征。丰裕的逻辑资源、DSP、BRAM、高速差分 IO 等资源,健壮的引脚兼容交换机能。正在工业职掌、通讯接入、显示驱动等界限可有用助助用户提拔机能、消重本钱。

  AL3 是安途科技推出的「猎鹰」系列产物,具有低功耗、低本钱、高机能等特征。丰裕的逻辑资源、DSP、BRAM、高速差分 IO 等资源,健壮的引脚兼容交换机能。正在工业职掌、通讯接入、显示驱动等界限可有用助助用户提拔机能、消重本钱。

  2024 年上半年,安途科技新一代现场可编程阵列芯片研发及财富化项目实行了众款 PHOENIX 系列新产物规格斥地,进一步丰裕 28nm 工艺平台产物矩阵,基于前辈工艺的高容量高机能 FPGA 芯片正正在助助用户安排导入;现场可编程体例级芯片研发项目竣工了低功耗 FPSoC 芯片及高机能 FPSoC 芯片研发,量产型号已使用正在视频图像和工业职掌等界限,正正在助助更众用户导入;进展与科技储存基金项目实行了车规 FPGA 芯片研发和财富化,正在新型硬件架构、神经汇集加快模块、高机能 IP、EDA 软件前沿算法、前辈封装等技巧界限实行丰裕研发结果,提拔了公司正在汽车电子、数据中央、运算加快等紧要界限的技巧积攒。

  复旦微电 2018 年邦内首家推出亿门级 FPGA 产物后,络续不停地推动该产物的谱系化,货架产物渐渐的丰裕。28nm 亿门 FPGA 产物通过众年引申,获得了客户的认同,产物使用场景也正在增加,并一经酿成切切门级 FPGA 芯片、亿门级 FPGA 芯片、十亿门级 FPGA 芯片和嵌入式可编程器件 PSoC 产物系列,笼罩通讯、工业职掌、汽车电子等高牢靠性界限。

  现时复旦微电 FPGA 厉重是以 28nm 的产物为主。2024 年上半年,公司竣工了新一代 PSoC 产物的流片,并踊跃促使新一代 FPGA 和 PSoC 产物的产物化任务,改日将联结前辈封装技巧,正在新一代 FPGA 平台前进一步丰裕谱系,络续推出更具竞赛力的 FPGA、PSoC 以及 FPAI 产物。

  总的来看,目前,邦内厂商正在低容量 FPGA 技巧上已较为成熟,这些 FPGA 的逻辑单位小于 100k,厉重特征是低本钱和低功耗,纠集正在 55nm、40nm 和 28nm 这三个制程节点。大个别邦产厂商正在 2019 年及之前就一经推出了此类产物。正在 28nm 的中低容量墟市,邦内 FPGA 厂商也一经推出了成熟的产物。中容量 FPGA 的逻辑单位正在 100k-500k 之间,厉重使用于无线通讯、工业、汽车和邦防界限。而 500K 以上的高容量 FPGA 仍是目前邦产化的难点。

  28nm 人命周期比以往代际更长,邦产厂商追逐空间更广。举动模范的数字芯片,FPGA 人命周期通常只要 10~15 年,敏捷迭代的特性使其收入的巅峰往往发作正在推出之后的第 4~5 年,60% 收入正在前 6 年发作,随后是量价齐跌的墟市。所以,墟市玩家务必发愤竞逐制程领先,由于制程掉队厂商往往无法赢得足够的收入以支持下一代产物的斥地。而 28nm 人命周期比以往代际更长,邦内厂商制程正在 28-90nm 的产物为主,这无疑予以了邦产厂商更广漠的进展空间。

  中邦大陆FPGA墟市以容量500K产物为主。目前环球容量最大的 FPGA 为 Xilinx 正在 2023 年 6 月 27 日推出的 VP1902(Versal Premium),逻辑单位数高达 18,507k,是邦内的 46 倍。固然正在容量上,邦产厂商与邦际厂商还存正在较大差异,然则从中邦的墟市需求来看,本土 FPGA 墟市目前以容量500K 产物为主,而这一墟市也是当下邦产厂商所擅长的。

  冲高端,也是邦产厂商的时机之一。固然低端 FPGA 墟市范畴最大,然则进入壁垒相对较低,正在位企业难以爆发垄断性的上风。其它,跟着改日 10 年 FPGA 向 16nm 及更前辈节点转移,目前 FPGA 本土厂商需求切磋的是正在更前辈节点攻陷先发上风。所以,高端 FPGA 是本土厂商思要敏捷发展所务必进入的墟市。目前也能够看到厂商们为此做出的发愤与进入。目前,邦产 FPGA 的最前辈制程抵达 14/16nm。比方,2019 年紫光邦微官网信息曾显示,紫光同创已启动高端 FPGA 的研发任务。复旦微电于 2021 年开启 14/16nm 产物的研发,正在 2023 年,该公司 1xnm 制程的十亿门级 FPGA 产物竣工了小批量试制并举办了用户试用,且实行了小范畴发售。

  从墟市角度来看,数据中央等高端使用界限,墟市空间也极为宽敞。从下逛使用看,目前最高端的 FPGA 两大界限——原型验证、数据中央加快估计打算,邦产厂商进入难度较大。指日,安途科技正在解答投资者问时暗示,公司 FPGA 产物目前正在数据中央界限已有个别使用,但尚未有量产产物直接使用于运算加快界限。

  与此同时,与 CPU、GPU、ASIC 等产物比拟,FPGA 芯片具备较高的利润率。中低密度百万门级、切切门级的 FPGA 芯片研发企业,其利润率贴近 50%;而高密度亿门级 FPGA 芯片研发企业的利润率则快要 70%。研发并修设更为高端的 FPGA 产物,有助于提拔邦产 FPGA 公司全部的收入出现。